网室内棉花不育系蜜蜂授粉试验研究

夏芝，杨慧勇，吴翠翠*，侯保国

（1.山西省农业科学院棉花研究所，山西 运城044000；2.棉花种质资源利用与分子设计育种山西省重点实验室，山西 运城044000；3.农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，太原030031；4.山西省农业科学院高粱研究所，山西 榆次030600）

目前，我国杂交棉制种主要是人工去雄授粉制种。“三系”杂交棉是指用不育系、恢复系和保持系进行杂交制种，省去了人工去雄环节，相对降低了制种成本。随着近年来劳动力工资大幅上涨，人工授粉制种成本越来越高，因此，降低棉花制种成本，提高制种产量，成为当前杂交棉推广的重要前提。棉花属虫媒作物，蜜蜂作为1种很好的传粉媒介，已经用于果树[1-6]、蔬菜[7-11]、农作物[12-17]等授粉研究中。蜜蜂在棉花制种中利用蜜蜂传粉也有报道[18-20]，邢朝柱等[18]2005年用蜜蜂传粉进行棉花杂交制种试验，结果表明在当时劳务工资相对较低的情况下，可节约成本，且制种效果较好。本试验利用同一保持系培育的不育系进行蜜蜂授粉试验，以人工授粉作对照，比较蜜蜂授粉和人工授粉进行杂交制种的田间性状和产量性状，试图找出成本低、效率高的制种方法。

1 材料和方法

1.1 材料

当地蜂农饲养的本地意蜂，内放6个巢脾，每框蜂约2 500～3 000只蜜蜂。本课题组培育的6个不育系，分别为晋56-1A、晋56-2A、晋56-3A、晋56-4A、晋56-5A和晋56-6A，以晋棉56作保持系，分别进行蜜蜂授粉和人工授粉，以人工授粉为对照（CK1～CK6）。试验在山西省农业科学院棉花研究所牛家凹农场（山西省夏县）建造的网室中进行，网室采用铁架钢索结构，纱网选择40目的尼龙筛网布。

1.2 试验方法

1.2.1网棚。网棚长56m，宽6m，总面积为336m2，蜜蜂授粉和人工授粉各一个网棚。不育系和保持系的比例为2∶1，密度为60 000株·hm－2，行距66.7 cm，株距25 cm。行长18 m，设3个重复，不育系随机排列，不育系和保持系相间种植，以保证授粉均匀。

1.2.2管理。播种前每100 kg棉花毛籽用70%吡虫啉500 g将不育系和保持系种子拌种，其它同大田常规管理。

1.2.3授粉。不育系6月25日开花，在开花前3 d罩上纱网，按设计要求分区隔离。6月28日早上在网室中部放入蜂箱，放在地面上方约50 cm高的木架上，巢门前设置喂水器，每2天更换1次水。8月2日花期结束将蜂箱搬出，共35 d。人工授粉与蜜蜂授粉用纱网隔离。

1.2.4性状调查。在9月10日对蜜蜂授粉和人工授粉随机选取30株进行株高、果枝数及单株结铃数等田间性状调查，并10月20进行室内考种。对6个不育系和人工授粉产生的种子进行发芽率试验（种子数量是500粒）。发芽试验按照NY/T 1385-2007[21]进行。

2 结果与分析

2.1 蜜蜂授粉和人工授粉的方差分析

从表1可见，蜜蜂授粉和人工授粉条件下6个材料的平均单株结铃数和空果枝数差异极显著。

表1 蜜蜂授粉和人工授粉的结铃表现

从各不育系的单株结铃数、空果枝数结果（表2）可知，晋56-1A、晋56-3A、晋56-6A由蜜蜂授粉和人工授粉的单株结铃数有显著差异；不同授粉方式下，晋56-2A和晋56-5A的单株结铃数差异极显著。晋56-4A和晋56-6A的空果枝数在蜜蜂授粉和人工授粉条件下有极显著差异。

表2 不育系蜜蜂授粉和人工授粉单株结铃数、空果枝数的t检验

2.2 蜜蜂授粉和人工授粉室内考种及制种产量比较

由表3可知，6个不育系在蜜蜂授粉和人工授粉条件下铃重差异较小，在4.1～4.6 g。蜜蜂授粉衣分的范围是26.3%～39.6%，而人工授粉的衣分范围是29.4%～35.3%。蜜蜂授粉的平均衣分较人工授粉高。蜜蜂授粉的籽指最低值和最高值均较人工授粉稍高，平均值较人工授粉高0.5 g。人工授粉单铃籽粒数最高为28.3，比蜜蜂授粉高0.5。人工授粉单铃籽粒数平均值比蜜蜂授粉高2.4。蜜蜂授粉制种产量最高的不育系为晋56-3A，为1 607.3 kg·hm－2；蜜蜂授粉制种产量最高的为CK3，为1 784.9 kg·hm－2。蜜蜂授粉制种产量平均值较人工授粉低253.9 kg·hm－2。蜜蜂授粉和人工授粉所得种子的发芽率均较高，相差不大；蜜蜂授粉发芽率平均值较人工授粉高0.7百分点。

表3 蜜蜂授粉和人工授粉室内考种及制种产量比较

2.3 蜜蜂活动情况及群势变化

放蜂初期蜜蜂有撞网现象，3天后基本适应，白天均可见蜜蜂授粉。中午前后蜜蜂授粉数量减少，网室内温度相对较高，对蜜蜂的采集活动和授粉有一定影响，蜂群群势有所下降。蜜蜂在阴天、雨天等恶劣天气的花粉采集活动减少。

3 结论与讨论

3.1 蜜蜂授粉的优点

本试验蜜蜂授粉用地336 m2，租用授粉蜂价格是500元。人工授粉与蜜蜂授粉面积相同，每天需用2人，授粉2 h，每小时8元，30 d的费用是960元，因此节约成本50%左右。晴朗天气下，蜜蜂会对同一朵花反复授粉，使不育系和保持系提早成熟，大大提高霜前花率。本试验10月20日最后一次收获，全部为霜前花，较人工授粉提早10 d左右。种子的发芽率均值较人工授粉高，因此用蜜蜂授粉取代人工授粉是可行的。

3.2 利用蜜蜂进行棉花不育系授粉应注意的问题

3.2.1选择较强群势的蜂。群势弱的蜂箱内可以进行授粉的雌蜂较少，因此选择群势强的蜜蜂可以提高蜜蜂授粉效率。

3.2.2虫害管理。在开花期前1个月不能喷洒内吸式农药，以防止残留农药对蜜蜂活性的影响。在授粉期间可选用生物类农药，在喷施农药的前一天傍晚蜜蜂回巢之后，将蜂箱移出网室放在较为安全的地方。生物类农药的特点是毒性小，喷施之后持续时间较短，可以选择几种生物类农药一起施用，同时避开盛花期。因为盛花期每天每株不育系开花3～5朵，若在此期间喷药，会严重影响制种产量。

目前，由于劳动力费用日渐增长，利用人工授粉进行杂交棉制种成本越来越高。因此，授粉效果好、成本低廉、制种发芽率高的蜜蜂授粉是较为理想的选择。当然，蜜蜂授粉也有其局限性，当遇到阴雨天气，授粉效果较差时，要适当结合人工授粉作为补充。